package arrays_and_matrices;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/**
 * 题目描述：
 * 找出数组中重复的数字。
 * 在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0～n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字重复了，也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字。
 */
public class DuplicateNumber {


    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[]{2, 5, 2, 3, 2, 4};

        DuplicateNumber duplicateNumber = new DuplicateNumber();
        int result1 = duplicateNumber.findDuplicate1(nums);
        System.out.println("findDuplicate1：重复的数字为-> " + result1);

        int result2 = duplicateNumber.findDuplicate2(nums);
        System.out.println("findDuplicate2：重复的数字为-> " + result2);

        int result3 = duplicateNumber.findDuplicate3(nums);
        System.out.println("findDuplicate3：重复的数字为-> " + result3);

    }

    /**
     * 遍历方式 [ 时间复杂度 O(1)，空间复杂度 O(n) ]
     * @param nums
     * @return
     */
    public int findDuplicate1(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int num : nums) {
            boolean addSuccess = set.add(num);
            if (!addSuccess) {
                return num;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 排序的方式 [ 时间复杂度 O(NLog*N)，空间复杂度 O(n) ]
     * @param nums
     * @return
     */
    public int findDuplicate2(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == nums[i + 1]) {
                return nums[i];
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 排序的方式 [ 时间复杂度 O(N)，空间复杂度 O(1) ]
     * 通过不断地交换位置，把数字和索引相对应，当把后面的数字归位时，如果发现位置上已经有数字的时候就可以判断为重复
     * @param nums
     * @return
     */
    public int findDuplicate3(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            while (i == nums[i]) {
                if (nums[i] == nums[nums[i]]) {
                    return nums[i];
                }
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[temp];
                nums[temp] = temp;
            }
        }
        return -1;
    }
}
